BrewPi是很受欢迎的温控器,也是唯一根据冰箱特性来控制发酵温度的温控器。 Brewpiless是BrewPi的版本之一。它允许我们在esp8266上安装Brewpi。 拥有更便宜,更紧凑的温度控制系统,还允许我们连接无线比重计(iSpindel,Platoo或Tilt)。 https://github.com/vitotai/BrewPiLess
6月11日更新-B站视频BPL完整使用教程
BrewPi的温控原理 大部分的温控产品,都是用温差的方式来控温,简单地说,设定温度为18度,温差为2度,则冰箱会在20度时启动,到16度时停止。这是简单又有效的方法,也可以达到不差的效果。但是,这种温控控制的是冰箱内气体的温度,而不是啤酒的温度。有经验的酿酒人会说,发酵前几天可以把设定温度调低一两度,以补偿因为发酵而产生的热。这就是控制气温会有的问题。
BrewPi不一样的是,它控制的目标是啤酒的温度,然后用PID来决定冰箱温度,以达到控制啤酒温度的效果。而且BrewPi有针对冰箱温控的特性: · 空气质量小,啤酒质量大;换句话说,空气升降温快,啤酒升降温慢。
用空气温度来控制啤酒温度,很像是用一条橡皮筋来拉车子一样。理论上用固定的速度来拉,一段很长时间后,车子还可以到达到差不多的速度;但是在刚开始”加速”会很慢,而且如果有突发状况影响车速时,误差会比较大。同样的,控制冰箱内气温在一个范围的做法,在发酵初期或刚开始麦汁温度不在设定范围内时,可能会有比较大的误差。BrewPi是用PID演算法来计算,以决定冰箱内的气温应该维持几度。例如,如果麦汁温度比设定温度高很多,PID中的P值大,算出来的冰箱温度就会很低,BrewPi就会维持冰箱气温在低温,加速麦汁达到设定温度。相对温差型的温控,只会在低于设定温度一点点就停止,没效率又造成冰箱频繁启动和停止。 · 冰箱是用冷却板来降低冰箱内空气的温度,在压缩机停止运转后,冷却板的温度还是比较低,所以温度还是会再下降一些。
BrewPi会量测停止冷却(或加热)后,温度又下降(或升高)了几度,这个值会记录下来,做为下次启动或停止冷却的参考。例如说,如果冰箱温度设定是10度,停止冷却后,冷却板的温度又让冰箱下降了1度,下一次BrewPi就会在11度时关掉冷却,让冷却板的降温效应达到预定的温度。 · 压缩机频繁启动停止会故障。
很多人听到PID,直觉反应就是压缩机会坏掉,这个问题其实很容易解决,BrewPi当然有考虑到这个问题,只要限制最短运作时间和最短停止时间就没问题了。(如果温差型温控器没有这个限制,开关冰箱门就会造成温度升高,会造成压缩机的损害。) 以下面几张图来说明BrewPi的运作:红色是设定的啤酒温度,绿色是啤酒温度,橘色是BrewPi算出来冰箱设定温度,蓝色是冰箱内(空气的)温度;图下方浅蓝色的条状就是冰箱启动的时间。
啤酒温度设定在17度,刚开始麦汁在17.3度,BrewPi决定冰箱温度在10-14度,在符合压缩机启动和停止的条件下,将冰箱温度维持在相对低一点的温度,直到啤酒温度降到低于设定。由于才刚接种,接下来温度没有上升,BrewPi虽然调整冰箱设定温度,但没有启动冰箱。一直到啤酒温度略高于设定温度了,BrewPi开始调低冰箱设定温度,最后启动了冰箱。在这个期间,冰箱温差很大,但啤酒温差很小,而且一开始把冰箱设在10-14度,让啤酒温度能比较快下降。
接下来发酵很稳定地进行,BrewPi也算出了几次压缩机停止后的温差,整个运作都很规律;因为发酵初期产生的热,冰箱内的平均温度是比啤酒温度低的。上图最后是接种第三天,以冰箱内的温度中线来看,约比设定温度低了1.5度;而且可以看出随着发酵剧烈,温差也变大。另外要注意的是,如果冰箱内没有风扇循环,冰箱上下层是有温差的。所以发酵过程中,不要移动测温线的位置,以免累积计算出来的值变成无效的值。
主发酵结束了,酵母不再产生热,BrewPi也将冰箱控制在接近啤酒设定温度。(有一些不规则变化是开冰箱门,所造成的冰箱温度变化。)
从以上说明和例子可以看得出来BrewPi的温控是很棒的设计。而且,BrewPi也可以设定为”冰箱定温”(Fridge Constant)模式,就跟一般的温差控温一样了。另外,BrewPi可以同时控制冷却和加热,也可以只用冷却或加热。
BrewPi的特异功能 除了基本温控功能,BrewPi还有这些特异功能: · 温度记录
就如上面的图;可以看每个点的状况。 · 网路连线 自动温度行程(Beer Profile)
可以设定例如三天的17度,接下来用一天的时间升到24度,维持24度五天后,用一星期时间降到1度。变温过程全自动。
Brewpiless所需材料:
1:ESP8266开发板(CH340G) *1件 2:0.96寸OLED液晶屏 *1件 3:5V继电器 *1件
4:DS18B20温度探头 *2件
5:4芯1.5平方铜线 *1米 6:三项电插头裸尾1.5平方*0.5米 *1件 7:公牛插座无线版2位 *1件 8:电缆防水接头葛格兰(M16*1.5 *1+M18*1.5 *1+ M20*1.5 *1) *各1个 9:透明盖防水盒115*90*55 *1件 10:不锈钢螺丝3*8 *16只 11:铜柱M3*12 *8只 12:热缩绝缘管 *N件 13:4k7欧姆电阻 *1只 14:杜邦线 *N件 (备用工具:热熔枪、宝塔钻头)
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